Een treinserie (niet te verwarren met materieelserie) is een reeks treindiensten die een bepaalde route volgens een bepaald patroon afleggen. Elke treindienst heeft een treinnummer (ritnummer). De laatste twee cijfers hiervan verschillen per treindienst, de overige cijfers duiden de treinserie aan.
Een treinserie komt overeen met een lijn in het stads- en streekvervoer. Evenwel, bij het stads- en streekvervoer worden de lijnnummers duidelijk gecommuniceerd, terwijl de serienummers van treinen in Nederland en België alleen voor administratief gebruik zijn. Geeft men iemand een reisadvies, dan wordt het lijnnummer van de tram of bus genoemd, maar niet het serienummer van de trein.